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プロセス動的解析シミュレーション

プロセス動的解析シミュレータ操作画面
蒸留、気液分離、熱交換等各種単位操作機器を含むプロセス装置における熱・物質収支の時間的な変化挙動をシミュレーションし、以下の情報提供や解析検討を実施することができます。また、制御系を有する化学工学操作を実施する設備全般での、広範囲な検討、応用が可能です。
  • 過渡的な運転状況変化の推定、再現
    1. 原料切替、チャージアップ、チャージダウン
    2. スタートアップ、シャットダウンの手順
    3. 緊急脱圧時の系内温度圧力バランスの時間的な変化

  • 運転調整方法の指針
    (各種運転条件変更の影響評価)
    不安定な運転や効率の低い運転条件の解析による改善策の提案
  • イニシャルスタート時の各コントローラのセットポイント設定やチューニング指針
  • オペレータの運転訓練シミュレータの作成
  • 誤操作、緊急操作時の既存安全弁の能力検討

特長

豊富な建設や運転で培った経験を活かし、精度の高いシミュレータを作成し、ユーザーの立場での利益創出提案が可能です。

動的解析のステップと主な機能

動的解析は、以下のステップで実施します。

  1. 定常モデル作成
    定常状態の物質・熱収支計算をします。
  2. 装置サイズ形状決定
    機器ノズルの位置と寸法のインプットで、詳細なホールドアップやヒートロス計算が可能です。
  3. 圧力(P)・流量(F)スペックの設定
    フローシート内部の圧力と流量は、積分刻み毎に「同時P/F solver」により計算されます。
    圧力の計算式:
  • 容器は決まった(時間的に変化しない)体積をもっています。従って、dV/dt=0
    圧力変化に伴う体積変化)+(流量変化に伴う体積変化)+(温度変化に伴う体積変化)=0
  • 圧力変化の割合は、温度変化と物質ホールドアップの変化によって決定されます
    dP/dt=fn(V、F、T)
    流量の計算式:F=k(ρΔP) k=流れ抵抗、バルブの場合Cv
  1. 制御弁等、制御システム追加
    調節弁の作動は、リニア、EQ%、急速開のタイプの指定が可能です。
    コントローラの設定:
    作動方向、セットポイント、感度を指定し、計器の感度調整、制御システムの評価が可能です。
  2. Strip Chart設定
    各Stream No.をStrip Chartに指定すれば、計算実行された時系列データが表示可能です。

適用先

  • 蒸留、気液分離、熱交換等各種単位操作機器を含む設備全般
  • 石油精製・石油化学等のプロセス装置、一定容積を持つ容器または、制御弁等の制御システムを有する設備全般

適用事例

1. 圧縮空気ヘッダーの圧力バランス検討

圧縮空気ヘッダーの圧力バランス検討

2. 大型多段超精密蒸留塔の原料流量変化時の熱・物質バランス変化検討

大型多段超精密蒸留塔(分割型)シミュレーションフロー1
原料油の流量が変化した場合の、塔内熱バランス、製品流量、製品性状の時間的な変化をシミュレーションすることにより、蒸留塔制御システムの運転変動追従性を確認しました。 本シミュレータを活用することにより、以下が可能となりました。
  • イニシャルスタート時のコントローラPID設定値の初期設定
  • 運転員の運転訓練
  • 運転変動時の製品純度変化や投入熱量変化を最小にするための最適制御システムの探索
大型多段超精密蒸留塔(分割型)シミュレーションフロー2
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